DE102014200708A1

DE102014200708A1 - flat tube

Info

Publication number: DE102014200708A1
Application number: DE102014200708.9A
Authority: DE
Inventors: Christoph Kästle; Karl-Gerd Krumbach; Wolfgang Geiger; Thomas Herzig
Original assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2014-01-16
Filing date: 2014-01-16
Publication date: 2015-07-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Flachrohr (2, 2a, 2b, 2c) für einen Wärmeübertrager (1), wobei das Flachrohr (2, 2a, 2b, 2c) durch ein Einfalten von zwei sich gegenüberliegenden freien Endbereichen eines einteiligen Bandmaterials (20) erzeugt ist, mit einer Außenstruktur (8), welche zwei sich gegenüberliegende Schmalseiten (7) und zwei sich gegenüberliegende Breitseiten (6) aufweist, wobei im Inneren des Flachrohres (2, 2a, 2b, 2c) zumindest zwei fluidisch voneinander getrennte Kanäle durch eine Innenstruktur (9) ausgebildet sind, wobei das Bandmaterial (20) zumindest einen ersten Bereich (21) einer ersten Materialdicke (12) und zumindest einen zweiten Bereich (22) einer zweiten Materialdicke (13) aufweist, wobei die zweite Materialdicke (13) geringer ist als die erste Materialdicke (12), wobei die Materialabschnitte (17) des Bandmaterials (20), welche die quer zu den Breitseiten (6) gelegene Stoßstelle (16) der eingefalteten freien Endbereiche des Bandmaterials (20) aneinander bilden, die zweite Materialdicke (13) aufweisen. Außerdem betrifft die Erfindung einen Wärmeübertrager (1) mit einem erfindungsgemäßen Flachrohr (2, 2a, 2b, 2c).The invention relates to a flat tube (2, 2a, 2b, 2c) for a heat exchanger (1), wherein the flat tube (2, 2a, 2b, 2c) is produced by folding in two opposite free end regions of a one-piece strip material (20) , having an outer structure (8), which has two opposite narrow sides (7) and two opposite broad sides (6), wherein inside the flat tube (2, 2a, 2b, 2c) at least two fluidly separated channels by an internal structure ( 9), the strip material (20) having at least a first region (21) of a first material thickness (12) and at least a second region (22) of a second material thickness (13), the second material thickness (13) being less than the first material thickness (12), wherein the material portions (17) of the strip material (20), the transverse to the broad sides (6) located joint (16) of the folded free end portions of the strip material (20) to each other bil that have the second material thickness (13). In addition, the invention relates to a heat exchanger (1) with a flat tube (2, 2a, 2b, 2c) according to the invention.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft ein Flachrohr für einen Wärmeübertrager, wobei das Flachrohr durch ein Einfalten von zwei sich gegenüberliegenden freien Endbereichen eines einteiligen Bandmaterials erzeugt ist, mit einer Außenstruktur, welche zwei sich gegenüberliegende Schmalseiten und zwei sich gegenüberliegende Breitseiten aufweist, wobei im Inneren des Flachrohres zumindest zwei fluidisch voneinander getrennte Kanäle durch eine Innenstruktur ausgebildet sind, wobei das Bandmaterial zumindest einen ersten Bereich einer ersten Materialdicke und zumindest einen zweiten Bereich einer zweiten Materialdicke aufweist, wobei die zweite Materialdicke geringer ist als die erste Materialdicke. Außerdem betrifft die Erfindung einen Wärmeübertrager mit einem erfindungsgemäßen Flachrohr.The invention relates to a flat tube for a heat exchanger, wherein the flat tube is produced by folding in two opposite free end portions of a one-piece strip material having an outer structure which has two opposite narrow sides and two opposite broad sides, wherein at least two inside the flat tube fluidly separated channels are formed by an inner structure, wherein the strip material has at least a first region of a first material thickness and at least a second region of a second material thickness, wherein the second material thickness is less than the first material thickness. Moreover, the invention relates to a heat exchanger with a flat tube according to the invention.

Stand der TechnikState of the art

In Wärmeübertragern werden regelmäßig Flachrohre verwendet, die von einem Fluid durchströmt werden können. Während der Durchströmung kann ein Wärmeübertrag zwischen dem Fluid im Inneren des Flachrohres und einem zweiten Fluid, wie beispielsweise der Umgebungsluft, außerhalb des Flachrohres erzeugt werden. Zur Erhöhung der Stabilität und des Wärmeübertrags können im Inneren des Flachrohres Wellrippen oder Wellrippenstrukturen angeordnet sein.In heat exchangers regular flat tubes are used, which can be traversed by a fluid. During the flow, a heat transfer between the fluid in the interior of the flat tube and a second fluid, such as the ambient air, outside the flat tube can be generated. To increase the stability and the heat transfer corrugated ribs or corrugated rib structures can be arranged in the interior of the flat tube.

Im Stand der Technik ist eine Vielzahl von Flachrohren bekannt, welche in unterschiedlichen Anwendungen verwendet werden können. So gibt es beispielsweise extrudierte Flachrohre, die einen einteiligen geschlossenen Mantel aufweisen. Extrusionsprozesse erfordern dabei hohe Drücke, um eine ausreichende Verformung des Rohmaterials zu erzeugen. Weiterhin sind die Investitionskosten für eine Extrusionsanlage sehr hoch und die Extrusionswerkzeuge unterliegen einem hohen Verschleiß. Aufgrund der hohen Drücke sind die Toleranzfenster für die erzeugte Materialdicke der extrudierten Flachrohre verhältnismäßig groß, was zu Ungenauigkeiten im Rahmen der Großserienherstellung und zu erhöhten Ausschussraten führen kann. Auch sind die durch Extrusion erzeugbaren Rohrdesigns begrenzt.In the prior art, a variety of flat tubes are known which can be used in different applications. For example, there are extruded flat tubes that have a one-piece closed jacket. Extrusion processes require high pressures to produce sufficient deformation of the raw material. Furthermore, the investment costs for an extrusion line are very high and the extrusion tools are subject to high wear. Due to the high pressures, the tolerance windows for the produced material thickness of the extruded flat tubes are relatively large, which can lead to inaccuracies in the context of mass production and to increased reject rates. Also, the tube designs that can be produced by extrusion are limited.

Das Rohmaterial, welches im Extrusionsprozess zum extrudierten Flachrohr umgeformt wird, kann aus fertigungstechnischen Gründen nicht mit einem Lot plattiert werden. Deshalb muss zur dauerhaften Verbindung zwischen dem extrudierten Flachrohr und der Wellrippe entweder eine lotplattierte Wellrippe verwendet werden oder das extrudierte Flachrohr zusätzlich mit einem Lot beschichtet werden. Beides ist hinsichtlich der Fertigungskosten nicht optimal.The raw material, which is formed into the extruded flat tube during the extrusion process, can not be plated with a solder for manufacturing reasons. Therefore, either a solder-plated corrugated fin must be used for the permanent connection between the extruded flat tube and the corrugated fin, or the extruded flat tube must additionally be coated with a solder. Both are not optimal in terms of manufacturing costs.

Für die Verarbeitung im Rahmen eines Extrusionsprozesses kommt weiterhin nur eine begrenzte Auswahl von geeigneten Materialien in Frage, wodurch insbesondere hinsichtlich der Korrosionsfestigkeit Nachteile entstehen. Außerdem ist es nachteilig, dass extrudierte Flachrohre weltweit nur eingeschränkt verfügbar sind, wodurch insbesondere die Teileversorgung in der Großserienherstellung gefährdet ist.For processing in the context of an extrusion process, only a limited selection of suitable materials still comes into question, which causes disadvantages, in particular with regard to corrosion resistance. In addition, it is disadvantageous that extruded flat tubes are only limited availability worldwide, which in particular the parts supply in mass production is at risk.

Im Stand der Technik sind weiterhin alternative Lösungen bekannt, um ein druckfestes Flachrohr zu fertigen.In the prior art alternative solutions are still known to produce a pressure-resistant flat tube.

So offenbart die DE 10 2006 054 814 B4 ein Flachrohrdesign, wobei das Flachrohr aus drei Elementen gefertigt wird. Zwei Elemente bilden dabei die Außenwandungen des Flachrohres, während ein drittes Element eine Innenstruktur ausbildet. Nachteilig ist hierbei insbesondere, dass der Herstellprozess sehr komplex ist und hohe Investitionskosten in die Fertigungseinrichtungen erfordert.So revealed the DE 10 2006 054 814 B4 a flat tube design, wherein the flat tube is made of three elements. Two elements form the outer walls of the flat tube, while a third element forms an inner structure. The disadvantage here is in particular that the production process is very complex and requires high investment costs in the manufacturing facilities.

Die Druckschrift DE 10 2006 050 319 A1 offenbart ein Flachrohr für einen Wärmetauscher, wobei das Flachrohr aus zumindest zwei Elementen gebildet ist, wobei eines der Elemente die Außenwandungen des Flachrohres bildet und ein weiteres Element die Innenstruktur des Flachrohres bildet. Auch hier ist es insbesondere nachteilig, dass die Herstellung eines solchen Flachrohres komplex ist und mit erhöhtem Kostenaufwand verbunden ist. Weiterhin ist die Variabilität hinsichtlich der erzeugbaren Wandstärken eingeschränkt.The publication DE 10 2006 050 319 A1 discloses a flat tube for a heat exchanger, wherein the flat tube is formed from at least two elements, wherein one of the elements forms the outer walls of the flat tube and another element forms the inner structure of the flat tube. Again, it is particularly disadvantageous that the production of such a flat tube is complex and is associated with increased costs. Furthermore, the variability is limited with respect to the producible wall thicknesses.

Die Druckschrift EP 1 243 884 B1 offenbart weiterhin ein Flachrohr, welches einen einteiligen Grundkörper aufweist, der die Außenwandungen bildet. Die Innenstruktur ist ebenfalls durch ein zweites Element gebildet. Die Innenstruktur wird dabei in den Grundkörper eingefaltet. Aufgrund des Faltvorgangs kommt es dabei insbesondere an der Stoßstelle zwischen den eingefalteten freien Enden des Grundkörpers und der Innenstruktur zu Materialdopplungen. Nachteilig ist hier insbesondere, dass insgesamt ein höherer Materialeinsatz notwendig ist und hierdurch das Gewicht des Flachrohres erhöht wird.The publication EP 1 243 884 B1 further discloses a flat tube having a one-piece base forming the outer walls. The inner structure is also formed by a second element. The inner structure is thereby folded into the main body. Due to the folding process, material doubling occurs, in particular at the joint between the folded-in free ends of the base body and the inner structure. The disadvantage here in particular that overall a higher material usage is necessary and thereby the weight of the flat tube is increased.

Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, VorteilePresentation of the invention, object, solution, advantages

Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Flachrohr bereitzustellen, welches einfach herzustellen ist, dessen Grundmaterial weltweit verfügbar ist und das ein Design aufweist, welches hinsichtlich der Materialdicken an den Einsatzzweck angepasst ist. Weiterhin ist es die Aufgabe der Erfindung einen Wärmeübertrager mit einem erfindungsgemäßen Flachrohr bereitzustellen.Therefore, it is the object of the present invention to provide a flat tube, which is easy to manufacture, whose base material is available worldwide and which has a design which is adapted in terms of material thicknesses to the intended use. Furthermore, it is the object of the invention to provide a heat exchanger with a flat tube according to the invention.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch ein Flachrohr mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. The object of the present invention is achieved by a flat tube having the features of claim 1.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Flachrohr für einen Wärmeübertrager, wobei das Flachrohr durch ein Einfalten von zwei sich gegenüberliegenden freien Endbereichen eines einteiligen Bandmaterials erzeugt ist, mit einer Außenstruktur, welche zwei sich gegenüberliegende Schmalseiten und zwei sich gegenüberliegende Breitseiten aufweist, wobei im Inneren des Flachrohres zumindest zwei fluidisch voneinander getrennte Kanäle durch eine Innenstruktur ausgebildet sind, wobei das Bandmaterial zumindest einen ersten Bereich einer ersten Materialdicke und zumindest einen zweiten Bereich einer zweiten Materialdicke aufweist, wobei die zweite Materialdicke geringer ist als die erste Materialdicke, wobei die Materialabschnitte des Bandmaterials, welche die quer zu den Breitseiten gelegene Stoßstelle der eingefalteten freien Endbereiche des Bandmaterials aneinander bilden, die zweite Materialdicke aufweisen.An embodiment of the invention relates to a flat tube for a heat exchanger, wherein the flat tube is produced by folding in two opposite free end portions of a one-piece strip material having an outer structure which has two opposite narrow sides and two opposite broad sides, wherein in the interior of the flat tube at least two fluidically separated channels are formed by an inner structure, wherein the strip material has at least a first region of a first material thickness and at least a second region of a second material thickness, wherein the second material thickness is less than the first material thickness, wherein the material portions of the strip material, which the abutment point of the folded-in free end regions of the strip material, which lie transversely to the broad sides, form a second material thickness.

Das Flachrohr ist vorteilhafterweise aus einem Bandmaterial durch Faltung erzeugt. Die Verwendung von einem Bandmaterial zur Erzeugung ist dabei insbesondere vorteilhaft, da ein Bandmaterial, beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff, mit sehr kleinen Toleranzen bezüglich der Materialdicke gefertigt werden kann. Weiterhin sind Bandmaterialien unterschiedlichster Werkstoffe weltweit verfügbar, kostengünstig zu beziehen und einfach zu transportieren. Die in Bezug auf die Materialdicke erreichten Toleranzen bei einem Bandmaterial sind dabei um etwa den Faktor 5 genauer im Vergleich zu den beim Extrusionsprozess erreichbaren Toleranzen. Weiterhin kann ein Bandmaterial auf einfache Weise weiterverarbeitet werden und es können beispielsweise Oberflächenstrukturen eingebracht werden, die im endmontierten Flachrohr beispielsweise als turbulenzerzeugende Strukturen wirken.The flat tube is advantageously produced from a strip material by folding. The use of a strip material for the production is particularly advantageous since a strip material, for example made of a metallic material, can be manufactured with very small tolerances with respect to the material thickness. Furthermore, strip materials of different materials are available worldwide, cost-effective to purchase and easy to transport. The achieved in terms of material thickness tolerances in a strip material are more accurate by about a factor of 5 compared to the achievable during the extrusion process tolerances. Furthermore, a strip material can be further processed in a simple manner and it is possible, for example, to introduce surface structures which, for example, act as turbulence-generating structures in the finally assembled flat tube.

Vorzugsweise werden die sich gegenüberliegenden freien Endbereiche des Bandmaterials zur Mitte hin eingefaltet, um ein geschlossenes Rohrprofil zu erhalten. Dabei können die freien Endbereiche des Bandmaterials auch mehrfach mäanderförmig eingefaltet werden, so dass neben dem geschlossenen Rohrprofil auch eine im Inneren des Rohrprofils angeordnete Innenstruktur entsteht, die die Festigkeit des Rohres erhöht und durch die Ausbildung von fluidisch zueinander getrennten Kanälen den Wärmeübertrag positiv beeinflusst.Preferably, the opposing free end portions of the strip material are folded in towards the center to obtain a closed tube profile. In this case, the free end portions of the strip material can also be folded several times meandering, so that in addition to the closed tube profile also arranged in the interior of the pipe profile inner structure is formed, which increases the strength of the tube and positively influenced by the formation of fluidly separated channels heat transfer.

Das Bandmaterial kann durch einen Walzprozess bearbeitet werden, wodurch auf einfache Weise Bereiche unterschiedlicher Materialdicke erreicht werden können. Der Walzprozess lässt dabei auch eine hohe Maßhaltigkeit und damit eine geringe Fehlertoleranz zu. Durch das Vorsehen von Bereichen größerer Materialdicke und Bereichen geringerer Materialdicke kann insgesamt der Materialeinsatz reduziert werden, wodurch das Flachrohr leichter wird und kostengünstiger herzustellen ist.The strip material can be processed by a rolling process, whereby areas of different material thickness can be achieved in a simple manner. The rolling process also allows a high dimensional stability and thus a low fault tolerance. By providing regions of greater material thickness and regions of lesser material thickness, the material used can be reduced overall, as a result of which the flat tube becomes lighter and is less expensive to produce.

Das einteilige Bandmaterial ist besonders vorteilhaft, da die Herstellung des Flachrohres aus dem Bandmaterial mit einfachen Arbeitsschritten durchführbar ist. Außerdem wird die Anzahl an Fügestellen, die zur Erreichung eines fluiddichten Rohrprofils notwendig sind, verringert. Eine einteilige Ausführung des Flachrohres ist ebenfalls vorteilhaft hinsichtlich der Ablängung der einzelnen Rohre, da jeweils nur ein Bauteil abgelängt werden muss und nicht mehrere miteinander verbundene Bauteile.The one-piece strip material is particularly advantageous because the production of the flat tube from the strip material can be carried out with simple steps. In addition, the number of joints, which are necessary to achieve a fluid-tight pipe profile, reduced. A one-piece design of the flat tube is also advantageous in terms of the length of the individual tubes, since only one component must be cut to length and not several interconnected components.

Auch ist es vorteilhaft, wenn die Schmalseiten und/oder die Breitseiten durch einen Materialabschnitt, welcher die erste Materialdicke aufweist, gebildet sind.It is also advantageous if the narrow sides and / or the broad sides are formed by a material section which has the first material thickness.

Insbesondere die Schmalseiten und die Breitseiten, welche die Außenstruktur des Flachrohres und damit das Rohrprofil bilden, sind vorteilhafterweise aus einem Materialabschnitt des Bandmaterials ausgeführt, welcher die größere erste Materialdicke aufweist. Dies ist nützlich, um ein möglichst robustes Flachrohr zu erzeugen, welches gegenüber mechanischen Störeinflüssen und korrosiven Einflüssen von außen unempfindlich ist. Auch kann durch die stabilere Außenstruktur eine höhere Maßhaltigkeit des Flachrohres im Montageprozess eines Wärmeübertragers erreicht werden.In particular, the narrow sides and the broad sides, which form the outer structure of the flat tube and thus the tube profile, are advantageously made of a material portion of the strip material, which has the larger first material thickness. This is useful in order to produce the most robust flat tube possible, which is insensitive to mechanical interference and corrosive influences from the outside. Also, a higher dimensional stability of the flat tube in the assembly process of a heat exchanger can be achieved by the more stable outer structure.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die sich gegenüberliegenden freien Endbereiche des Bandmaterials mäanderförmig eingefaltet sind.A preferred embodiment is characterized in that the opposite free end portions of the strip material are folded meander-shaped.

Ein mäanderförmiges Einfalten ist besonders vorteilhaft, da in einer ersten Faltung der freien Endbereiche um 180 Grad das Bandmaterial derart umgeformt werden kann, dass die freien Endbereiche im fertigen Flachrohr innerhalb der von den Schmalseiten und den Breitseiten gebildeten Außenstruktur zu liegen kommen. Die freien Endbereiche können über gesonderte Faltungen unterschiedliche Strukturen annehmen und so an das Flachrohr angepasste Innenstrukturen ausbilden.A meander-shaped folding is particularly advantageous since in a first folding of the free end regions by 180 degrees, the strip material can be reshaped such that the free end regions in the finished flat tube come to rest within the outer structure formed by the narrow sides and the broad sides. The free end regions can assume different structures via separate folds and thus form inner structures adapted to the flat tube.

Nach der Faltung der freien Endbereiche um 180 Grad werden die nun rechts und links liegenden neu ausgebildeten freien Endbereiche des Halbzeugs erneut um 180 Grad nach innen gefaltet, wodurch die geschlossene Außenstruktur erzeugt wird.After the free end regions have been folded by 180 degrees, the newly formed free end regions of the semifinished product, which are now located on the right and left, are again folded inwards by 180 degrees, whereby the closed outer structure is produced.

Ein auf diese Weise erzeugtes Flachrohr ist einfach herzustellen und weist an seinem Außenumfang nur eine Stoßstelle, welche ungefähr auf halber Länge einer der Breitseiten liegt, auf. Dies ist insbesondere der Maßhaltigkeit des Flachrohres zuträglich.A flat tube produced in this way is easy to produce and has on its outer circumference only one joint, which is approximately halfway Length of one of the broadsides lies on. This is particularly beneficial to the dimensional accuracy of the flat tube.

Auch ist es zu bevorzugen, wenn die Innenstruktur durch einen wellenförmig geknickten Materialabschnitt des Bandmaterials gebildet ist, wobei der wellenförmig geknickte Materialabschnitt erste Schenkel aufweist, die quer zu den Breitseiten stehen, und zweite Schenkel aufweist, die parallel zu den Breitseiten stehen und die Kontaktflächen zwischen der Innenstruktur und der Außenstruktur bilden.It is also preferable if the inner structure is formed by a wave-shaped folded material portion of the strip material, wherein the wavy kinked material portion has first legs which are transverse to the broad sides, and has second legs which are parallel to the broad sides and the contact surfaces between form the inner structure and the outer structure.

Die freien Endbereiche des Bandmaterials, welche im fertigen Flachrohr die Innenstruktur ausbilden, sind vorteilhafterweise in einem wellenförmigen Muster vorgefaltet. Das wellenförmige Muster kann dabei beispielsweise durch eine Aneinanderreihung von rechteckig gefalteten Bereichen gebildet sein. Die rechteckigen Bereiche weisen dabei vorteilhafterweise Schenkel auf, welche im fertigen Flachrohr quer zu den Breitseiten stehen, und Schenkel, welche im fertigen Flachrohr parallel zu den Breitseiten stehen. Die quer stehenden Schenkel dienen dabei insbesondere der Abtrennung von Kanälen im Inneren des Flachrohres und der Erhöhung der Druckstabilität. Die parallel verlaufenden Schenkel bilden die Kontaktflächen zwischen der Innenstruktur und der Außenstruktur. An diesen Kontaktflächen findet vorteilhafterweise auch die Verlötung der Strukturen statt.The free end regions of the strip material, which form the inner structure in the finished flat tube, are advantageously prefolded in a wavy pattern. The wave-shaped pattern can be formed for example by a juxtaposition of rectangular folded areas. The rectangular areas advantageously have legs, which are transverse to the broad sides in the finished flat tube, and legs which are parallel to the broad sides in the finished flat tube. The transverse leg serve in particular the separation of channels in the interior of the flat tube and increasing the pressure stability. The parallel legs form the contact surfaces between the inner structure and the outer structure. At these contact surfaces advantageously also the soldering of the structures takes place.

Das verwendete Bandmaterial ist dazu entweder vollflächig einseitig oder beidseitig mit einem Lot beaufschlagt oder nur partiell an den zur Verlötung vorgesehenen Stellen. Die Verwendung eines bereits vorplattierten Bandmaterials ist besonders kostengünstig und einfach im Vergleich zu einer nachträglichen Plattierung des Flachrohres. Zusätzlich kann das Bandmaterial auch eine weitere Beschichtung aufweisen, welche beispielsweise der Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit dienen kann.For this purpose, the strip material used is either full-surface on one side or applied on both sides with a solder or only partially at the intended locations for soldering. The use of an already pre-plated strip material is particularly inexpensive and easy compared to a subsequent plating of the flat tube. In addition, the strip material may also have a further coating, which may serve, for example, to increase the corrosion resistance.

In einer besonders günstigen Ausgestaltung der Erfindung ist es außerdem vorgesehen, dass zumindest ein erster Schenkel die erste Materialdicke aufweist und die zweiten Schenkel die zweite Materialdicke aufweisen.In a particularly favorable embodiment of the invention, it is additionally provided that at least one first leg has the first material thickness and the second leg has the second material thickness.

Die ersten quer stehenden Schenkel weisen vorteilhafterweise die größere Materialdicke auf, wodurch insbesondere die Stabilität des Flachrohres erhöht werden kann. Die zweiten parallel zu den Breitseiten verlaufenden Schenkel weisen vorteilhafterweise die geringere Materialdicke auf, wodurch insbesondere der Wärmeübergang begünstigt wird, da die Materialanhäufung im Bereich der Kontaktflächen verringert wird. Weiterhin wird dadurch auch die Faltung der Innenstruktur beziehungsweise des gesamten Flachrohres begünstigt.The first transverse leg advantageously have the greater material thickness, whereby in particular the stability of the flat tube can be increased. The second legs running parallel to the broad sides advantageously have the smaller material thickness, which in particular promotes heat transfer, since the accumulation of material in the region of the contact surfaces is reduced. Furthermore, this also favors the folding of the inner structure or of the entire flat tube.

Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn durch die Übergänge zwischen den Bereichen, welche die erste Materialdicke aufweisen, und den Bereichen, welche die zweite Materialdicke aufweisen, Soll-Knickstellen ausgebildet sind.Furthermore, it is particularly advantageous if desired kinks are formed by the transitions between the regions which have the first material thickness and the regions which have the second material thickness.

Die Übergänge zwischen den beiden Materialdicken erzeugen eine lokale Schwächung des Widerstandsmomentes des Bandmaterials, wodurch die Faltvorgänge erleichtert werden. Zusätzlich ist durch die Übergänge das Erreichen von sehr genauen 90 Grad Faltungen möglich, da die Materialverdrängung infolge eines Faltvorganges deutlich geringer ist, als sie dies bei einem Bandmaterial konstanter Materialdicke wäre. Es sind daher besonders scharfkantige Faltungen mit einer hohen Maßhaltigkeit möglich.The transitions between the two material thicknesses produce a local weakening of the modulus of resistance of the strip material, which facilitates the folding operations. In addition, the transitions make it possible to achieve very accurate 90 degree folds since the material displacement due to a folding process is significantly lower than it would be for a strip material of constant material thickness. Therefore, particularly sharp-edged folds with a high dimensional stability are possible.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn der Knick, welcher den Übergang von einer der Breitseiten in die Stoßstelle der beiden freien Endbereiche des Bandmaterials bildet, einen Winkel von 90 Grad aufweist, wobei der Knick scharfkantig ist, wodurch der Deltaradius zwischen den aneinanderstoßenden Materialabschnitten kleinstmöglich ist.In addition, it is advantageous if the kink, which forms the transition from one of the broad sides into the joint of the two free end regions of the strip material, has an angle of 90 degrees, the kink being sharp-edged, whereby the delta radius between the abutting material sections is smallest possible ,

Der Knick beziehungsweise die Faltung, welche den Übergang von der Breitseite auf die Innenstruktur bildet, ist vorteilhafterweise exakt 90 Grad und weist einen sehr geringen Biegeradius auf. Durch den jeweils sehr geringen Biegeradius wird die Anlagefläche der um 90 Grad gegenüber der Breitseite angewinkelten Bereiche vergrößert. Der zwischen diesen beiden abgewinkelten Bereichen entstehende Spalt, insbesondere im Bereich der Biegeradien, ist somit minimal. Dies erhöht die Maßhaltigkeit des Flachrohres und erzeugt insgesamt eine ebene Breitseite mit einer möglichst geringen Unterbrechung durch den Spalt. Der Deltaradius bezeichnet in diesem Zusammenhang insbesondere den Biegeradius an dem Übergang zwischen der Breitseite und dem zur Breitseite um 90 Grad abgewinkelten Bereich.The kink or the fold, which forms the transition from the broad side to the inner structure, is advantageously exactly 90 degrees and has a very small bending radius. Due to the very small bending radius, the contact surface of the angled by 90 degrees to the broad side areas is increased. The gap formed between these two angled regions, in particular in the region of the bending radii, is thus minimal. This increases the dimensional stability of the flat tube and produces an overall flat broadside with the least possible interruption through the gap. In this context, the delta radius refers in particular to the bending radius at the transition between the broad side and the region angled to the broad side by 90 degrees.

Auch ist es vorteilhaft, wenn die Innenstruktur derart gestaltet ist, dass eine Materialdopplung im Bereich einer Schmalseite oder beider Schmalseiten entsteht, wobei der Materialabschnitt der Innenstruktur, welcher die Materialdopplung verursacht, die erste Materialdicke oder die zweite Materialdicke aufweist.It is also advantageous if the inner structure is designed such that a material doubling in the region of a narrow side or both narrow sides is formed, wherein the material portion of the inner structure which causes the material doubling, the first material thickness or the second material thickness.

Dies ist insbesondere vorteilhaft, da durch die Materialdopplung an den Schmalseiten eine Erhöhung der Stabilität des Flachrohres erreicht werden kann. Insbesondere die Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Störeinflüsse und Korrosionseinflüsse kann damit erhöht werden. Die Materialdopplung kann dabei an nur einer der Schmalseiten oder an beiden Schmalseiten erfolgen. Ebenso kann die Materialdopplung durch eine Materialschicht der ersten Materialdicke und einer Materialschicht der zweiten Materialdicke oder durch jeweils zwei Materialschichten einer Materialdicke erfolgen.This is particularly advantageous because an increase in the stability of the flat tube can be achieved by the material doubling on the narrow sides. In particular, the resistance to mechanical disturbances and corrosion influences can be increased. The Material doubling can be done on only one of the narrow sides or on both narrow sides. Likewise, the material doubling can be effected by a material layer of the first material thickness and a material layer of the second material thickness or by two material layers each of a material thickness.

In einer alternativen ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung können die freien sich gegenüberliegenden Endbereiche des Bandmaterials im Inneren des fertigen Flachrohres jeweils an einer Breitseite anliegen und mit dieser verlötet sein. Dabei reichen die freien Endbereiche nicht in die Schmalseiten, welche vorzugsweise einen gekrümmten Querschnitt aufweisen, hinein. Dies ist besonders vorteilhaft, da somit Breitentoleranzen des Bandmaterials ausgeglichen werden können, indem die freien Endbereiche mehr oder weniger weit von den Schmalseiten entfernt zu liegen kommen. Die allgemeine Funktion des Flachrohres wird dadurch jedoch nicht beeinflusst.In an alternative likewise advantageous embodiment, the free opposite end portions of the strip material in the interior of the finished flat tube can each rest on a broad side and be soldered to it. The free end regions do not extend into the narrow sides, which preferably have a curved cross section. This is particularly advantageous, since thus width tolerances of the strip material can be compensated by the free end regions come to rest more or less far away from the narrow sides. However, the general function of the flat tube is not affected.

Auch ist es zweckmäßig, wenn die Rohrbreite entlang der Breitseiten zwischen 9 mm und 60 mm und dabei bevorzugt zwischen 10 mm und 30 mm liegt. Die Rohrbreite wird entlang der Breitseiten gemessen und bezeichnet die Länge von Außenkante zu Außenkante. Eine Rohrbreite zwischen 9 mm und 60 mm ist insbesondere vorteilhaft, um ein Flachrohr bereitzustellen, welches in die heute im Rahmen der Großserienherstellung gängigen Wärmeübertrager passt.It is also expedient if the tube width along the broad sides between 9 mm and 60 mm, and preferably between 10 mm and 30 mm. The tube width is measured along the broad sides and denotes the length from outer edge to outer edge. A tube width between 9 mm and 60 mm is particularly advantageous in order to provide a flat tube, which fits into the current heat transfer in today mass production.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Rohrhöhe entlang der Schmalseiten in einem Bereich zwischen 1,3 mm und 30 mm liegt. Die Rohrhöhe wird entlang der Schmalseiten von Außenkante zu Außenkante gemessen. Die Rohrhöhe zwischen 1,3 mm und 30 mm ist vorteilhaft, um eine möglichst hohe Kompatibilität mit den regelmäßig eingesetzten Wärmeübertragern zu erreichen.Moreover, it is advantageous if the tube height along the narrow sides is in a range between 1.3 mm and 30 mm. The pipe height is measured along the narrow sides from outer edge to outer edge. The pipe height between 1.3 mm and 30 mm is advantageous in order to achieve the highest possible compatibility with the regularly used heat exchangers.

Weiterhin ist es zu bevorzugen, wenn die erste Materialdicke zwischen 160 μm und 500 μm und dabei bevorzugt zwischen 180 μm und 250 μm liegt, wobei die zweite Materialdicke zwischen 50 μm und 400 μm und dabei bevorzugt zwischen 70 μm und 250 μm liegt. Die vorgeschlagenen Materialdicken sind insbesondere vorteilhaft, da eine Fertigung von Bandmaterial in diesen Dimensionen besonders einfach ist und eine vielfältige Auswahl an unterschiedlichen Bandmaterialien in diesen Dimensionierungen am Markt erhältlich ist.Furthermore, it is preferable if the first material thickness is between 160 μm and 500 μm and in this case preferably between 180 μm and 250 μm, the second material thickness being between 50 μm and 400 μm and preferably between 70 μm and 250 μm. The proposed material thicknesses are particularly advantageous because a production of strip material in these dimensions is particularly simple and a diverse selection of different strip materials in these dimensions on the market is available.

Auch ist es zweckmäßig, wenn Anzahl der quer zu den Breitseiten stehenden Materialabschnitte und/oder ersten Schenkel zwischen zwei und zwanzig liegt.It is also expedient if the number of material sections and / or first legs that are transverse to the broad sides lies between two and twenty.

Die Anzahl der quer zu den Breitseiten stehenden Materialabschnitte oder ersten Schenkel ist vorteilhafterweise zwischen zwei und zwanzig. Auf diese Weise kann die Anzahl der durch die Materialabschnitte oder Schenkel gebildeten Kanäle derart beeinflusst werden, dass abhängig von der Rohrbreite und der Rohrhöhe stets Kanäle im Inneren entstehen, die eine ausreichende Durchströmbarkeit aufweisen.The number of transverse to the broad sides material sections or first leg is advantageously between two and twenty. In this way, the number of channels formed by the material sections or legs can be influenced in such a way that, depending on the tube width and the tube height, channels are always formed in the interior which have sufficient flowability.

Da die Stoßstelle des Flachrohres zwangsläufig durch zwei aneinander angefaltete Materialabschnitte gebildet ist, ergibt sich im Falle von nur zwei quer zu den Breitseiten stehenden Elementen eine Unterteilung des Flachrohres in zwei Kanäle. Die beiden eingefalteten Materialabschnitte bilden dabei nach der Verlötung einen gemeinsamen Schenkel, bestehen jedoch, wie eben beschrieben, aus zwei Materialabschnitten.Since the joint of the flat tube is inevitably formed by two folded material sections, resulting in the case of only two transverse to the broad sides of the elements a subdivision of the flat tube into two channels. The two folded material sections form after soldering a common leg, but consist, as just described, of two material sections.

Die Aufgabe des Wärmeübertragers wird durch einen Wärmeübertrager mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst.The object of the heat exchanger is achieved by a heat exchanger with the features of claim 13.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager mit einem Flachrohr nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Wärmeübertrager einen ersten Rohrboden und einen zweiten Rohrboden aufweist, wobei die Flachrohre endseitig in die Rohrböden aufgenommen sind, wobei die Außenstruktur, die Innenstruktur und die Rohrböden in einem Arbeitsschritt miteinander verlötet sind.An embodiment of the invention relates to a heat exchanger with a flat tube according to at least one of the preceding claims, wherein the heat exchanger has a first tube sheet and a second tube sheet, wherein the flat tubes are accommodated end in the tube sheets, wherein the outer structure, the inner structure and the tube sheets in a Work step are soldered together.

Ein Wärmeübertrager mit einem erfindungsgemäßen Flachrohr ist besonders vorteilhaft, da die Flachrohre aufgrund ihrer Bauart eine sehr hohe Maßhaltigkeit aufweisen. Die Ausschnitte in den Rohrböden, welche die Flachrohre aufnehmen, können daher mit einem sehr geringen Übermaß erzeugt werden. Durch die Stoßstelle mit den sehr geringen Biegeradien ist außerdem der Spalt in diesem Bereich zwischen der Breitseite und der Innenfläche der das Flachrohr aufnehmenden Öffnung sehr gering, wodurch eine einfache Verlötung möglich ist.A heat exchanger with a flat tube according to the invention is particularly advantageous because the flat tubes have a very high dimensional stability due to their design. The cutouts in the tubesheets, which receive the flat tubes, can therefore be produced with a very small oversize. Due to the joint with the very small bending radii also the gap in this area between the broad side and the inner surface of the flat tube receiving opening is very low, whereby a simple soldering is possible.

Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschrieben.Advantageous developments of the present invention are described in the subclaims and in the following description of the figures.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert erläutert. In den Zeichnungen zeigen:In the following the invention will be explained in detail by means of embodiments with reference to the drawings. In the drawings show:

1 in linken Teil der 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Wärmeübertragers, welcher eine Mehrzahl von Flachrohren aufweist, die in endseitig angeordnete Sammelkästen münden und im rechten Teil der Figur eine Schnittansicht durch die Flachrohre, wobei zwischen den Flachrohren Wellrippen angeordnet sind, 1 in left part of the 1 a perspective view of an inventive Heat exchanger, which has a plurality of flat tubes, which open into end-mounted collection boxes and in the right part of the figure is a sectional view through the flat tubes, wherein between the flat tubes corrugated fins are arranged,

2 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Flachrohr, wobei im Inneren des Flachrohres eine Mehrzahl von Fluiden angeordnet ist, 2 a cross section through a flat tube according to the invention, wherein a plurality of fluids is arranged in the interior of the flat tube,

3 eine Detailansicht des verwendeten Bandmaterials mit Bereichen der ersten Materialdicke und Bereichen der zweiten Materialdicke, 3 a detailed view of the strip material used with areas of the first material thickness and regions of the second material thickness,

4 eine Detailansicht der Stoßstelle zwischen den beiden eingefalteten sich gegenüberliegenden Endbereiche des Bandmaterials, 4 a detailed view of the joint between the two folded opposite end portions of the strip material,

5 eine Detailansicht des linken Endbereichs des Flachrohres, wobei die Schmalseite zusammen mit der Innenstruktur eine Materialdopplung bildet, 5 a detailed view of the left end portion of the flat tube, wherein the narrow side forms a material doubling together with the inner structure,

6 eine alternative Detailansicht einer Materialdopplung im Bereich einer Schmalseite des Flachrohres, wobei die Innenstruktur im Bereich der Materialdopplung einen Bereich der ersten Materialdicke aufweist, 6 an alternative detailed view of a material doubling in the region of a narrow side of the flat tube, the inner structure having a region of the first material thickness in the region of the material doubling,

7 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Flachrohr, wobei die Innenstruktur lediglich den Stoß zwischen den beiden Endbereichen des Bandmaterials ausbildet und lediglich zwei voneinander fluidisch getrennte Kanäle im Inneren des Flachrohres ausgebildet sind, und 7 a cross section through a flat tube according to the invention, wherein the inner structure only forms the joint between the two end portions of the strip material and only two mutually fluidly separated channels are formed in the interior of the flat tube, and

8 eine Detailansicht der Stoßstelle eines Flachrohres gemäß der 7. 8th a detailed view of the joint of a flat tube according to the 7 ,

Bevorzugte Ausführung der ErfindungPreferred embodiment of the invention

Die 1 zeigt im linken Teil eine perspektivische Ansicht eines Wärmeübertragers 1. Der Wärmeübertrager 1 weist eine Mehrzahl von Flachrohren 2 auf, welche endseitig in einem oberen Sammelkasten 3 und einem unteren Sammelkasten 4 aufgenommen sind. Die Flachrohre 2 sind dabei durch Wellrippen 5, welche im linken Teil der 1 nicht gezeigt sind, zueinander beabstandet. Der Wärmeübertrager 1 entspricht sonst im Wesentlichen einem Aufbau wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die verwendeten Flachrohre 2 entsprechen einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung und sind aus einem einteiligen Bandmaterial durch Faltung hergestellt.The 1 shows in the left part of a perspective view of a heat exchanger 1 , The heat exchanger 1 has a plurality of flat tubes 2 on which end in an upper collecting box 3 and a lower collection box 4 are included. The flat tubes 2 are here by corrugated ribs 5 , which in the left part of the 1 not shown, spaced from each other. The heat exchanger 1 otherwise corresponds essentially to a structure as known from the prior art. The used flat tubes 2 correspond to an embodiment according to the invention and are made of a one-piece strip material by folding.

Im rechten Teil der 1 ist ein Querschnitt durch die Flachrohre 2 und die dazwischen angeordneten Wellrippen 5 dargestellt. Es ist hier zu erkennen, dass die Flachrohre 2 eine Außenstruktur aufweisen, welche durch zwei sich gegenüberliegende Breitseiten und zwei sich gegenüberliegende Schmalseiten gebildet ist. Weiterhin ist in dem einteiligen Flachrohr 2 eine Innenstruktur ausgebildet, welche eine Mehrzahl von Kanälen innerhalb des Flachrohres 2 ausbildet. Der genauere Aufbau der Flachrohre 2 wird in den nachfolgenden Figuren erläutert.In the right part of the 1 is a cross section through the flat tubes 2 and the corrugated fins interposed therebetween 5 shown. It can be seen here that the flat tubes 2 have an outer structure, which is formed by two opposite broad sides and two opposite narrow sides. Furthermore, in the one-piece flat tube 2 an inner structure is formed, which has a plurality of channels within the flat tube 2 formed. The exact structure of the flat tubes 2 is explained in the following figures.

Die 2 zeigt einen Querschnitt durch eines der erfindungsgemäßen Flachrohre 2 wie Sie bereits im Wärmeübertrager 1 beziehungsweise im Schnittbild der 1 dargestellt sind. Das Flachrohr 2 weist eine Außenstruktur 8 auf, welche aus zwei sich gegenüberliegenden Breitseiten 6 und zwei sich gegenüberliegenden Schmalseiten 7 gebildet ist. Weiterhin weist das Flachrohr 2 im Inneren eine Innenstruktur 9 auf, welche durch einen wellenförmig gefalteten Materialbereich des Bandmaterials, aus welchem das Flachrohr 2 gefertigt ist, gebildet ist. Sowohl die Außenstruktur 8 als auch die Innenstruktur 9 sind einteilig aus einem einzigen Bandmaterial durch Faltung hergestellt.The 2 shows a cross section through one of the flat tubes according to the invention 2 as you already have in the heat exchanger 1 or in the sectional view of 1 are shown. The flat tube 2 has an outer structure 8th on, which consists of two opposing broadsides 6 and two opposite narrow sides 7 is formed. Furthermore, the flat tube 2 inside an interior structure 9 on, which by a wavy folded material region of the strip material from which the flat tube 2 is made, is formed. Both the exterior structure 8th as well as the internal structure 9 are made in one piece from a single strip material by folding.

Das Flachrohr 2 weist eine Breite 14 auf, welche entlang der Breitseiten 6 gemessen ist. Weiterhin weist das Flachrohr 2 eine Höhe 15 auf, welche entlang der Schmalseiten 7 gemessen ist.The flat tube 2 has a width 14 on, which along the broadsides 6 is measured. Furthermore, the flat tube 2 a height 15 on, which along the narrow sides 7 is measured.

Das Bandmaterial, aus welchem das Flachrohr 2 gebildet ist, weist Bereiche einer ersten Materialdicke 12 auf und Bereiche einer zweiten Materialdicke 13. Die erste Materialdicke 12 ist dabei größer als die zweite Materialdicke 13. Die unterschiedlichen Materialdicken 12, 13 des Bandmaterials sind hierbei vorzugsweise durch einen Walzprozess in das ebenflächige Bandmaterial eingebracht worden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann es auch mehr als zwei Materialdicken geben. Wesentlich ist, dass zumindest eine größere Materialdicke und eine im Verhältnis dazu kleinere Materialdicke vorhanden ist.The band material from which the flat tube 2 is formed, has areas of a first material thickness 12 on and areas of a second material thickness 13 , The first material thickness 12 is greater than the second material thickness 13 , The different material thicknesses 12 . 13 of the strip material have in this case preferably been introduced by a rolling process in the planar strip material. In an advantageous embodiment, there may also be more than two material thicknesses. It is essential that at least a larger material thickness and a relatively smaller material thickness is present.

Die beiden sich gegenüberliegenden Schmalseiten 7 weisen einen abgerundeten Querschnitt auf, welcher vornehmlich durch die Faltung beziehungsweise Biegung des Ausgangsbandmaterials erreicht ist.The two opposite narrow sides 7 have a rounded cross-section, which is achieved primarily by the folding or bending of the starting strip material.

Die Innenstruktur 9 weist erste Schenkel 10 auf, welche quer zu den beiden Breitseiten 6 verlaufen, weiterhin weist die Innenstruktur 9 zweite Schenkel 11 auf, welche parallel zu den Breitseiten 6 verlaufen. Die zweiten Schenkel 11 bilden hierbei die Kontaktflächen 18 zwischen den Innenflächen der Breitseiten 6 und der Innenstruktur 9. Die ersten Schenkel 10 dienen der Abstützung der sich gegenüberliegenden Breitseiten 6 gegeneinander.The internal structure 9 has first thighs 10 on which transverse to the two broadsides 6 run, furthermore, the internal structure 9 second leg 11 on which parallel to the broadsides 6 run. The second thighs 11 form here the contact surfaces 18 between the inner surfaces of the broadsides 6 and the internal structure 9 , The first thighs 10 serve to support the opposing broadsides 6 up to today.

Das Flachrohr 2, wie es in 2 dargestellt ist, wird erzeugt in dem ein flächiges Bandmaterial, welches im Ausgangszustand in der Ebene der unteren Breitseite 6 liegt, durch mehrere Biege- und Faltvorgänge bearbeitet wird. Hierbei werden die sich gegenüberliegenden freien Endbereiche zuerst durch Faltvorgänge, welche abwechselnd in zwei sich entgegengesetzte Richtungen durchgeführt werden, zu wellenförmigen Bereichen umgeformt, welche später die Innenstruktur 9 bilden. Diese wellenförmigen Bereiche werden um 180 Grad nach innen gefaltet, so dass diese auf dem Bandmaterial in der Ebene der unteren Breitseite 6 zu liegen kommen.The flat tube 2 as it is in 2 is shown, is generated in the a flat strip material, which in the initial state in the plane of the lower broadside 6 is processed by several bending and folding operations. Here, the opposing free end portions are first formed by folding operations, which are alternately performed in two opposite directions, to wave-shaped areas, which later the internal structure 9 form. These wavy areas are folded inwards by 180 degrees, so that these on the strip material in the plane of the lower broadside 6 to come to rest.

Anschließend werden die durch die Faltung entstandenen neuen freien Endbereiche wiederum um 180 Grad nach innen gefaltet, wodurch die gekrümmten Schmalseiten 7 ausgebildet werden. Die wellenförmigen Bereiche kommen dabei im Inneren der durch die Schmalseiten 7 und Breitseiten 6 gebildeten Außenstruktur 8 zu liegen. Während dieser letzten Faltung werden die freien Endbereiche in der Mitte des Flachrohres 2 miteinander in Anlage gebracht, wodurch die Stoßstelle 16 entsteht. Die Einfaltung der freien Endbereiche erfolgt somit mäanderförmig.Subsequently, the new free end regions created by the folding are in turn folded inward by 180 degrees, whereby the curved narrow sides 7 be formed. The wave-shaped areas come in the interior of the narrow sides 7 and broadsides 6 formed external structure 8th to lie. During this last folding, the free end areas become in the middle of the flat tube 2 brought into contact with each other, causing the joint 16 arises. The folding of the free end regions is thus meandering.

Die jeweils sich links und rechts gegenüberliegenden freien Endbereiche des Ausgangsbandmaterials sind im Flachrohr 2 der 2 durch die Endbereiche 19 gebildet, welche im Inneren des Flachrohres 2 an der unteren Breitseite 6 anliegen. Die Endbereiche 19 sind dabei zu den Wölbungen der Schmalseiten 7 beabstandet, wodurch die Schmalseiten 7 vollständig einwandig ausgeführt sind.The left and right opposite free end portions of the Ausgangsbandmaterials are in the flat tube 2 of the 2 through the end areas 19 formed, which in the interior of the flat tube 2 at the lower broadside 6 issue. The end areas 19 are in addition to the vaults of the narrow sides 7 spaced, causing the narrow sides 7 are executed completely single-walled.

Durch die Anordnung der Endbereiche 19, wie in 2 gezeigt, kann eine Breitentoleranz des Ausgangsbandmaterials in der Breite dadurch ausgeglichen werden, dass der Abstand der freien Endbereiche 19 zu den Schmalseiten 7 leicht variiert. Der grundsätzliche Aufbau und die Maßhaltigkeit des Flachrohres 2 und insbesondere der Außenstruktur 8 werden durch eine verkürzte beziehungsweise verlängerte Ausführung der Endbereiche 19 dabei nicht beeinträchtigt, wodurch weiterhin eine gute Verarbeitbarkeit bei der Herstellung von Wärmeübertragern gewährleistet ist.By the arrangement of the end areas 19 , as in 2 shown, a width tolerance of the output strip material in the width can be compensated by the distance between the free end portions 19 to the narrow sides 7 slightly varied. The basic structure and dimensional accuracy of the flat tube 2 and in particular the external structure 8th are due to a shortened or extended version of the end regions 19 not impaired, which further ensures good processability in the production of heat exchangers.

Die 3 zeigt eine Detailansicht des Bandmaterials 20, welches als Ausgangsmaterial für die Erzeugung der Flachrohre 2 dient. Das Bandmaterial 20 weist erste Bereiche 21 der ersten Materialdicke 12 auf und zweite Bereiche 22 der zweiten Materialdicke 13. Wie an dem Bandmaterial 20 der 13 zu erkennen ist, werden die Bereiche 22 der zweiten Materialdicke 13 in einem ebenen Zustand des Bandmaterials beispielsweise durch einen Walzprozess in das Bandmaterial 20 eingearbeitet. Zwischen den Bereichen 21 ersten Materialdicke 12 und den Bereichen 22 zweiter Materialdicke 13 sind Übergangsbereiche 23 ausgebildet, welche wie in 3 dargestellt einen stetigen Übergang zwischen der ersten Materialdicke 12 und der zweiten Materialdicke 13 bilden.The 3 shows a detailed view of the strip material 20 , which is used as starting material for the production of flat tubes 2 serves. The band material 20 has first areas 21 the first material thickness 12 on and second areas 22 the second material thickness 13 , As with the band material 20 of the 13 it can be seen, the areas become 22 the second material thickness 13 in a flat state of the strip material, for example by a rolling process in the strip material 20 incorporated. Between the areas 21 first material thickness 12 and the areas 22 second material thickness 13 are transitional areas 23 trained, which as in 3 show a steady transition between the first material thickness 12 and the second material thickness 13 form.

Insbesondere diese Übergangsbereiche 23 führen zu einer partiellen Veränderung beziehungsweise Schwächung des Widerstandsmoments des Bandmaterials 20 gegenüber Faltungen und Knickungen. Hierdurch ist es insbesondere einfach möglich das Bandmaterial 20 zu falten. Aufgrund der Übergänge 23 ist es weiterhin möglich besonders scharfkantige Knicke und Faltungen, insbesondere in einem genauen 90° Winkel, zu erzeugen, da die durch den Knick entstehende Materialverdrängung geringer ist, als sie es bei einem Material konstanter Dicke wäre.In particular, these transition areas 23 lead to a partial change or weakening of the moment of resistance of the strip material 20 opposite folds and kinks. As a result, it is particularly easy to the band material 20 to fold. Due to the transitions 23 Furthermore, it is possible to produce particularly sharp-edged kinks and folds, in particular at an exact 90 ° angle, since the material displacement resulting from the kink is less than would be the case with a material of constant thickness.

Die 4 zeigt eine Detailansicht der Stoßstelle 16, welche sich an der oberen Breitseite 6 des Flachrohres 2 im mittleren Bereich ergibt. Die Stoßstelle 16 resultiert dabei aus einer Anlage zwischen Materialabschnitten 17, welche ihrerseits die zweite Materialdicke 13 aufweisen. Die Anlage der Materialabschnitte 17 entsteht dabei durch das Falten der die Innenstruktur 9 bildenden Bereiche nach innen und das letztendliche Auffalten der oberen Breitseite 6 auf die untere Breitseite 6. Aufgrund der besonders scharfen Knicke, welche insbesondere genau 90° einnehmen, kann an der Stoßstelle 16 eine sehr passgenaue Fügung des linken beziehungsweise des rechten Abschnitts des Flachrohres 2 erzeugt werden. Insbesondere der als Deltaradius beschriebene Radius, welcher an der Stoßstelle 16 an der nach außen gerichteten Fläche der Breitseite 6 auftritt, kann dadurch besonders gering gehalten werden, wodurch eine hohe Maßhaltigkeit der Breitseite 6 gewährleistet werden kann.The 4 shows a detailed view of the joint 16 , which are on the upper broadside 6 of the flat tube 2 in the middle range. The joint 16 results from an investment between material sections 17 which in turn is the second material thickness 13 exhibit. The plant of the material sections 17 arises by folding the inner structure 9 forming areas inside and the eventual unfolding of the upper broadside 6 on the lower broadside 6 , Due to the particularly sharp kinks, which take in particular exactly 90 °, can at the joint 16 a very precisely fitting addition of the left or right section of the flat tube 2 be generated. In particular, the radius described as delta radius, which at the joint 16 on the outward facing surface of the broadside 6 occurs, can be kept particularly low, creating a high dimensional stability of the broadside 6 can be guaranteed.

Wie in der Detailansicht der 4 weiterhin zu erkennen ist, weist jede Knickstelle zwischen den ersten Schenkeln 10 und den zweiten Schenkeln 11 den Übergangsbereich 23 auf, welcher sehr exakte scharfkantige Knicke in 90° Winkel erlaubt. Auf diese Weise wird eine hohe Maßhaltigkeit des Flachrohres 2 erzeugt und weiterhin eine gute Kontaktfläche 18 zwischen den Breitseiten 6 und der Innenstruktur 9 in Form der zweiten Schenkel 11. Die Kontaktfläche 24 beschreibt die Kontaktfläche zwischen den Materialabschnitten 17 an der Stoßstelle 16. Je genauer der Knick aus der Breitseite 6 hin zu dem Materialabschnitt 17 auf den beiden Seiten erfolgt, desto passgenauer liegen die Materialabschnitte 17 aneinander an.As in the detail view of the 4 can still be seen, has each kink between the first legs 10 and the second thighs 11 the transition area 23 on, which allows very sharp sharp kinks in 90 ° angle. In this way, a high dimensional stability of the flat tube 2 generates and continues to have a good contact surface 18 between the broadsides 6 and the internal structure 9 in the form of the second leg 11 , The contact surface 24 describes the contact surface between the material sections 17 at the junction 16 , The more accurate the kink from the broadside 6 towards the material section 17 on the two sides, the more precisely the material sections lie 17 to each other.

Die 5 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel eines Flachrohres 2a. Insbesondere ist hier der linke Endbereich des Flachrohres 2a dargestellt. Das Flachrohr 2a ist im Wesentlichen identisch zu dem vorausgegangenen Flachrohr 2 aufgebaut.The 5 shows an alternative embodiment of a flat tube 2a , In particular, here is the left end of the flat tube 2a shown. The flat tube 2a is essentially identical to the previous flat tube 2 built up.

Abweichend zum Flachrohr 2 der 1 bis 4 weist das Flachrohr 2a an der Innenstruktur 9 einen längeren Endbereich 25 auf, welcher nicht wie der bereits gezeigte Endbereich 19 lediglich an der Innenfläche der unteren Breitseite 6 anliegt, sondern entlang der gewölbten Schmalseite 7 bis hin zur oberen Breitseite 6 verläuft. Der Endbereich 25 weist hierbei die zweite geringere Materialdicke 13 auf. Aufgrund des längeren Endbereichs, welcher innen an der Schmalseite 7 anliegt, entsteht eine Materialdopplung an der linken Schmalseite 7. Deviating from the flat tube 2 of the 1 to 4 has the flat tube 2a on the inner structure 9 a longer end area 25 which is not like the end section already shown 19 only on the inner surface of the lower broadside 6 rests, but along the curved narrow side 7 up to the upper broadside 6 runs. The end area 25 here has the second lower material thickness 13 on. Due to the longer end, which is inside on the narrow side 7 is applied, creates a material doubling on the left narrow side 7 ,

Die Ausführung des Flachrohres 2a, wie sie für den linken Bereich des Flachrohres 2a gezeigt ist, kann ebenfalls auch den rechten Endbereich des Flachrohres 2a betreffen.The design of the flat tube 2a as used for the left area of the flat tube 2a is also shown, the right end of the flat tube 2a affect.

Die 5 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform eines Flachrohres 2b. In Abwandlung zur 5 weist der verlängerte Endbereich 25a der Innenstruktur 9 hier die erste Materialdicke 12 auf. Dadurch wird eine noch stärkere Materialdopplung der linken Schmalseite 7 erreicht. Sowohl die Schmalseite 7 als auch der Endbereich 25a im Inneren des Flachrohres 2b weisen somit die erste Materialdicke 12 auf.The 5 shows a further alternative embodiment of a flat tube 2 B , In modification to 5 has the extended end portion 25a the internal structure 9 here the first material thickness 12 on. This results in an even stronger material doubling of the left narrow side 7 reached. Both the narrow side 7 as well as the end area 25a inside the flat tube 2 B thus have the first material thickness 12 on.

Die 7 zeigt einen Querschnitt durch ein Flachrohr 2c, welches in Abwandlung zu dem Flachrohr 2 der 2 eine vereinfachte und verkürzte Innenstruktur 9 aufweist. Das Flachrohr 2c der 7 weist nur zwei erste Schenkel 10 und zweite Schenkel 11 auf, welche quer beziehungsweise parallel zu den Breitseiten 6 verlaufen. Die Innenstruktur 9 des Flachrohres 2c der 7 weist die beiden Materialabschnitte 17 auf, welche an der Stoßstelle des linken und des rechten Bereichs der oberen Breitseite 6 aneinander anliegen. Diese Materialabschnitte 17 bilden den quer zu den Breitseiten 6 stehenden ersten Schenkel 10. Die freien Endbereiche der Materialabschnitte 17, welche an der Innenfläche der unteren Breitseite 6 anliegen, bilden die zweiten Schenkel 11.The 7 shows a cross section through a flat tube 2c , which in modification to the flat tube 2 of the 2 a simplified and shortened internal structure 9 having. The flat tube 2c of the 7 has only two first legs 10 and second leg 11 on which transverse or parallel to the broadsides 6 run. The internal structure 9 of the flat tube 2c of the 7 has the two material sections 17 on which at the junction of the left and the right portion of the upper broadside 6 abut each other. These material sections 17 form the transverse to the broadsides 6 standing first leg 10 , The free end areas of the material sections 17 , which are on the inner surface of the lower broadside 6 abut, forming the second leg 11 ,

Die 8 zeigt eine Detailansicht der Stoßstelle 16 des Flachrohres 2c der 7. Wie auch in den vorausgegangenen Figuren liegen die Materialabschnitte 17 flächig aneinander an und bilden zueinander eine Kontaktfläche 24. Die sich links und rechts im ungefalteten Zustand gegenüberliegenden Endbereiche 19a des Bandmaterials sind in dem Ausführungsbeispiel der 8 um 90° zu den Materialabschnitten 17 abgewinkelt und liegen flächig an der Innenfläche der unteren Breitseite 6 an. Das Flachrohr 2c der 7 und 8 ist somit lediglich in zwei innere Kanäle unterteilt. Sowohl die Materialabschnitte 17 als auch die Endbereiche 19a weisen hierbei die zweite Materialdicke 13 auf während die Schmalseiten 7 und die Breitseiten 6 jeweils die erste Materialdicke 12 aufweisen. In alternativen Ausführungsformen können die Materialabschnitte 17, welcher die ersten Schenkel 10 bilden, auch die erste Materialdicke 12 aufweisen. Dies gilt ebenso für die freien Endbereiche 19a, welche die zweiten Schenkel 11 bilden.The 8th shows a detailed view of the joint 16 of the flat tube 2c of the 7 , As in the previous figures are the material sections 17 flat against each other and form a contact surface to each other 24 , The left and right in the unfolded state opposite end portions 19a of the strip material are in the embodiment of 8th 90 ° to the material sections 17 Angled and lie flat on the inner surface of the lower broadside 6 at. The flat tube 2c of the 7 and 8th is thus only divided into two inner channels. Both the material sections 17 as well as the end areas 19a here have the second material thickness 13 on during the narrow sides 7 and the broadsides 6 each the first material thickness 12 exhibit. In alternative embodiments, the material sections 17 which is the first leg 10 form, also the first material thickness 12 exhibit. This also applies to the free end areas 19a which are the second legs 11 form.

Vorteil der Ausführungsform des Flachrohres 2c der 7 und 8 ist, wie bereits beschrieben, dass die Stoßstelle 16 einen sehr kleinen Deltaradius aufweist, wodurch eine sehr hohe Maßhaltigkeit der oberen Breitseite 6 erreicht werden kann.Advantage of the embodiment of the flat tube 2c of the 7 and 8th is, as already described, that the joint 16 has a very small delta radius, resulting in a very high dimensional accuracy of the upper broadside 6 can be achieved.

Der sehr geringe Deltaradius an der Stoßstelle 16 ist auch hinsichtlich einer prozesssicheren Verlötung des Flachrohres 2c vorteilhaft, da die sich ergebenden Spaltmaße sehr gering sind. Die Spaltmaße sind dabei insbesondere gegenüber Stoßstellen mit größerem Deltaradius gering.The very small delta radius at the joint 16 is also with regard to a process-reliable soldering of the flat tube 2c advantageous because the resulting gaps are very small. The gap dimensions are low, especially against joints with a larger delta radius.

Die Ausführungsbeispiele der 1 bis 8 sind beispielhaft und dienen zur Verdeutlichung des Erfindungsgedankens. Insbesondere hinsichtlich der Ausgestaltung und geometrischen Dimensionierung und Anordnung der einzelnen Elemente zu einander weisen die 1 bis 8 keine beschränkende Wirkung auf.The embodiments of the 1 to 8th are exemplary and serve to illustrate the inventive idea. In particular, with regard to the design and geometric dimensioning and arrangement of the individual elements to each other, the 1 to 8th no limiting effect.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102006054814 B4 [0007]
DE 102006050319 A1 [0008]
EP 1243884 B1 [0009]

Claims

Flat tube ( 2 . 2a . 2 B . 2c ) for a heat exchanger ( 1 ), wherein the flat tube ( 2 . 2a . 2 B . 2c ) by folding in two opposite free end regions of a one-piece strip material ( 20 ), with an outer structure ( 8th ), which two opposite narrow sides ( 7 ) and two opposite broadsides ( 6 ), wherein in the interior of the flat tube ( 2 . 2a . 2 B . 2c ) at least two fluidly separated channels through an internal structure ( 9 ) are formed, wherein the strip material ( 20 ) at least a first area ( 21 ) of a first material thickness ( 12 ) and at least a second area ( 22 ) a second material thickness ( 13 ), wherein the second material thickness ( 13 ) is less than the first material thickness ( 12 ), characterized in that the material sections ( 17 ) of the strip material ( 20 ), which cross the broad sides ( 6 ) located joint ( 16 ) of the folded-in free end regions of the strip material ( 20 ), the second material thickness ( 13 ) exhibit.

Flat tube ( 2 . 2a . 2 B . 2c ) according to claim 1, characterized in that the narrow sides ( 7 ) and / or the broadsides ( 6 ) by a material section, which the first material thickness ( 12 ), are formed.

Flat tube ( 2 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the opposing free end regions of the strip material ( 20 ) are folded in a meandering shape.

Flat tube ( 2 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the internal structure ( 9 ) by a wavy kinked material portion of the strip material ( 20 ) is formed, wherein the wavy bent material portion first leg ( 10 ), which are transverse to the broad sides ( 6 ), and second legs ( 11 ) parallel to the broad sides ( 6 ) and the contact surfaces ( 18 ) between the internal structure ( 9 ) and the external structure ( 8th ) form.

Flat tube ( 2 ) according to claim 4, characterized in that at least one first leg ( 10 ) the first material thickness ( 12 ) and the second legs ( 11 ) the second material thickness ( 13 ) exhibit.

Flat tube ( 2 . 2a . 2 B . 2c ) according to one of the preceding claims, characterized in that through the transitions ( 23 ) between the areas ( 21 ), which the first material thickness ( 12 ), and the areas ( 22 ), which the second material thickness ( 13 ), target kinks are formed.

Flat tube ( 2 . 2a . 2 B . 2c ) according to one of the preceding claims, characterized in that the kink, which the transition from one of the broadsides ( 6 ) in the joint ( 16 ) of the two free end regions of the strip material ( 20 ) has an angle of 90 degrees, wherein the kink is sharp-edged, whereby the delta radius between the abutting material portions is smallest possible.

Flat tube ( 2a . 2 B ) according to one of the preceding claims, characterized in that the internal structure ( 9 ) is designed such that a material doubling in the region of a narrow side ( 7 ) or both narrow sides ( 7 ), wherein the material section ( 25 . 25a ) of the internal structure ( 9 ), which causes the material doubling, the first material thickness ( 12 ) or the second material thickness ( 13 ) having.

Flat tube ( 2 . 2a . 2 B . 2c ) according to one of the preceding claims, characterized in that the tube width ( 14 ) along the broad sides ( 6 ) is between 9 mm and 60 mm and preferably between 10 mm and 30 mm.

Flat tube ( 2 . 2a . 2 B . 2c ) according to one of the preceding claims, characterized in that the pipe height ( 15 ) along the narrow sides ( 7 ) is in a range between 1.3 mm and 30 mm.

Flat tube ( 2 . 2a . 2 B . 2c ) according to one of the preceding claims, characterized in that the first material thickness ( 12 ) between 160 .mu.m and 500 .mu.m and thereby preferably between 180 .mu.m and 250 .mu.m, wherein the second material thickness ( 13 ) between 50 .mu.m and 400 .mu.m and preferably between 70 .mu.m and 250 .mu.m.

Flat tube ( 2 . 2a . 2 B . 2c ) according to one of the preceding claims, characterized in that the number of transverse to the broad sides ( 6 ) standing material sections ( 17 ) and / or first leg ( 10 ) is between two and twenty.

Heat exchanger ( 1 ) with a flat tube ( 2 . 2a . 2 B . 2c ) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the heat exchanger ( 1 ) has a first tube sheet and a second tube sheet, wherein the flat tubes ( 2 . 2a . 2 B . 2c ) are received end-to-end in the tubesheets, the external structure ( 8th ), the internal structure ( 9 ) and the tubesheets are soldered together in one step.